冲压件设计:藏在学生作业里的那些实操盲区

上周收大三课程设计作业,翻到第三本,我手里的红笔直接断芯。

半班的人做的都是空调外机支架类的冲压件,图面画得比教材上的还工整,尺寸线拉得笔直,标注齐全到连倒角的0.1mm都标了。

但翻完所有图,没几个能直接拿去开模的。

那些被忽略的R角,不是画上去就行的

有个学生交的图,2mm厚的SPCC板,折角处的内R画了0.5。

我把他叫到办公室,问他这个数哪来的。

他掏出教材翻到冲压设计那章,指着上面的“最小内R为板厚1/4”的数值给我看。

我当时没直接骂他。

上次去东莞的冲压厂,车间师傅拿了一筐裂成两半的支架给我,就是前几年刚毕业的学生画的图,内R按1/4板厚取的0.5,硬态冷轧板一折,直接在R角位置拉出贯穿裂纹,整批3000件全报废。

内R角小于1倍板厚的硬态冷轧板,折弯时的开裂概率超过70%。

教材上的1/4板厚,是针对完全软态的铝板、或者退火处理的软钢板,不是你随便拿市场上流通的硬态SPCC就能硬套的数。

学生的卡点从来不是不会算尺寸,是总把教材上的参考值当开模的黄金标准,从来没想过材料状态、模具损耗、冲压师傅的换模时间,都是设计要考虑的变量。

冲压件折角R角开裂实物图
冲压件折角R角开裂实物图

你多给0.5mm的R角,模具的冲头损耗能降三分之一,换模的间隔能拉长两倍,这些账,课本上从来不会写。

我现在上课,再也不把R角的数值当考点考。每次都把从工厂拿回来的裂样摆讲台上,让学生自己摸那个断口,比讲十页PPT有用。

不是所有的孔都能先冲后折

另一个学生设计的耳机挂架,1.5mm厚的板,离折弯线1.2mm的位置开了个3mm的安装孔。

他说他查了设计手册,孔离折弯线的最小距离是2倍板厚,他算的3mm边距,够2倍板厚了。

我拿了个实际生产的样件给他看,那个位置的孔早就被拉成椭圆,螺丝根本穿不进去。

很多人记的“孔离折弯线2倍板厚”,是折弯完成后再冲孔的最小边距。

如果你的工艺路线是先冲孔、再折弯,那材料在折弯时的流动会直接拉扯孔的边缘,这个时候的孔边距要在手册数值的基础上翻1.5倍,不然折出来的孔十有八九是歪的。

上次有个学生跟我犟,说他查的某版本手册就写的2倍,我直接把他手里的手册翻到附录,那页的小字备注写着“适用于折弯后冲孔工艺”,他看完直接闭嘴。

冲压件折弯后孔变形椭圆实物图
冲压件折弯后孔变形椭圆实物图

说实在的,我刚工作的时候也踩过这个坑。当时给一个电源盒设计安装孔,离折弯线2.5mm,板厚1.2mm,按2倍板厚算的,结果第一批货出来,孔全成了椭圆,返工花了两万多,被主管骂了整整一下午。

这些踩过的坑,教材上不会写。

图上的小凸点,是模具厂最头疼的设计

还有个共性问题,学生总喜欢在冲压件上加各种小小的定位凸点,觉得凸点定位准,比开槽省料。

但很少有人知道,浅凸点的高度超过板厚1/3时,需要额外增加一道成型工序。

上次带学生去冲压厂参观,车间主任指着一堆带小凸点的零件吐槽,这都是哪个设计院的小孩画的,每个凸点高度0.6mm,板厚1.5mm,一次成型根本拉不出来,要多走一道工序,每件多花20秒,一年下来十几万的加工成本。

学生哪知道这些。他们设计的时候只想着功能满足,从来不会算这个小小的凸点,会给后续的加工添多少麻烦。

我现在改课程设计的题目,专门加了一项成本评估的要求:你设计的冲压件,工艺路线有几步,每步的加工成本是多少,有没有可以简化的结构。

上周有个学生改完他的设计,把原来的0.5内R改成2.5mm,把离折弯线1.2mm的孔挪到离折弯线5mm的位置,还把原来三个分散的小凸点,改成了一个浅的长定位槽。

他交作业的时候跟我说,他问了认识的冲压厂师傅,这样改完,模具加工时间能少两个小时,单件成本能降8分钱。

我当时真的有点惊喜。

原来不是学生学不会,是之前的教学,总把设计圈在纸面的尺寸里,忘了设计的终点是能低成本、稳定地生产出来,不是画在图上好看就行。

冲压厂加工完成的合格空调支架冲压件
冲压厂加工完成的合格空调支架冲压件

昨天晚上那个之前犟着说手册没错的学生,给我发了个微信,说他去家附近的冲压厂看了,才知道原来手册上的数,真的不是拿来就能用的。

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